武汉二七商务区地下水动态模拟及最高水位预测

采用FEFLOW数值模拟软件对武汉汉口片区地下水动态变化进行数值模拟，利用区域模型为二七商务区提供边界条件，从而构建商务区地下水动态变化精细化模型。通过模拟计算得到商务区东面长江抗洪墙一带承压含水层可能出现的最高地下水位为27.5 m，由东向西地下水位呈逐渐降低趋势，在商务区内达到22.0~25.9 m。研究成果可为该地区抗浮设计提供合理的抗浮设防水位，为准确计算地下水浮力提供参考依据。     

滦河河谷大型傍河水源地保护区的划分

以滦河河谷大型傍河水源地为研究对象，综合利用数值模拟(执行软件FEFLOW)、经验公式和经验值法等划分地下水型水源保护区范围，采用类比经验法结合地表汇水特点划分河流型水源保护区范围，取两者并集后结合现场地形和水源地管理需求进行修正，最终划定水源保护区面积40.03 km².     

综合遥感和地下水数值模拟分析黑河中游三水转化及其对土地利用的响应

以地下水／河流（FEFLOW／MIKE11）相互作用耦合模拟为基础，结合GIS和遥感技术建立研究干旱区黑河流域中游盆地地表水与地下水转化机制及其对土地利用响应的数值模拟模型．模型利用定量遥感技术估算黑河流域不同下垫面条件下的面状蒸散发；利用ARCGIS管理和处理各种时间序列、空间分布的数据（如灌溉制度、土地利用）；利用FEFLOW／MIKE11模拟黑河与含水层之间的水量相互转化．模型通过拟合研究区地下水流场、观测孔水位历时曲线及水均衡来识别水文地质条件、补排边界和水文地质参数．最后利用率定的模型对黑河中游盆地补给、径流、排泄进行定量分析，揭示出：黑河在其冲积扇中上部大量补给地下水，在其河谷细土平原张掖盆地地下水与河水相互交换频繁，在其河谷细土平原酒泉东盆地多为地下水补给河流的现象；黑河中游盆地冲积扇下部和河流细土平原耕地扩张的土地利用方式是导致冲积扇中上部地下水位下降和植被退化的主要因素，并且这种趋势将改变上游出山区和中游冲积扇上部的地下水水位差、改变冲积扇中上部黑河与地下水的水位差，影响整个黑河中游地下水系统的补排关系，对地下水资源时空变异产生深远的影响．     

北京市平原区地下水开采量反演的数值模拟方法

准确获取地下水开采量统计数据是进行水资源管理的基础,但是由于诸多人为因素,北京平原区调查统计得到的开采量数据与实际产生的开采量有出入.本文提出了地下水开采量反演的地下水数值模拟方法.为获取更接近实际的地下水开采量,基于有限元数值模拟软件FEFLOW,建立了北京市平原区(不包括延庆盆地)地下水流数值模型,依据各行政区开采量对平均水位的灵敏度系数,利用2012-2014年111孔地下水监测井的月动态数据,通过拟合模拟水位和实测水位,采用人工试错法对各区的开采量数据进行反演校正.反演后得到北京市平原区2012-2014年总开采量分别为23.16亿、21.77亿和23.44亿m3.反演后各单孔模拟和实测地下水位拟合较好,模型能较为真实地反映北京平原区地下水动态.以顺义区为典型,利用模型分析了区域地下水位与地下水开采量的关系.模拟结果可为北京市分区县地 下水管理考核工作提供决策支持.      

浅谈实验模拟软件的应用

分析了学习实验模拟软件的必要性，以我院实际引进的经济管理类实验模拟软件为例，阐述了实验模拟软件在教学中的应用，以及通过实验模拟软件的应用，培养了学生的动手能力、创新能力，提高就业竞争力。     

南京典型段地铁工程对地下水流动态的影响

本文以“南京典型段地铁工程”为研究对象,利用FEFLOW数值模拟软件建立非稳定流数值模型,预测了地铁开挖涌水量大小以及研究了在施工期、运营期和服务期满后区域地下水流场动态变化;分析了地铁建设对仙鹤门水源地流场的影响以及可能引发的环境水文地质问题。结果表明：由于地铁施工开挖导致的隧道涌水以及需要疏干降水,在施工站点和区间隧道地下水位大幅度下降,运营期和服务期满后地下水流场逐渐恢复到初始状态;地铁工程对仙鹤门水源地影响较大的区段主要是龙王山段,其他区段对水源地影响轻微。而研究区内桦墅站至龙王山区段灰岩埋藏浅,岩溶发育强烈,地铁工程可能导致局部地区径流条件发生变化,诱发岩溶地面塌陷灾害。     

丘陵山区地下水流动特征及核素迁移数值模拟

为了定量反映丘陵山区地下水流动特征与核素迁移规律,对内陆核电站的选址和安全评估提供科学依据。选择山西汾河河谷的典型丘陵山区作为研究对象,应用GOCAD软件建立三维地形地质模型,刻画地层的分布、剥蚀以及倾向特点;结合地下水数值模拟软件FEFLOW,构建三维水文地质模型,精细的概化丘陵山区地下水系统的补给、径流和排泄特征;以不受岩土介质吸附和阻滞的氚(H-3)作为特征污染物,模拟计算了丘陵山区地下水流动特征下氚的迁移规律。结果表明,按每天连续泄漏1 000Bq考虑,60a后氚的浓度晕中心值为25.0Bq/L,0.1Bq/L浓度线沿沟谷向下游迁移了约1 650m,污染物迁移速度取决于地下水的水力梯度,而将松散孔隙含水层与碎屑岩裂隙含水层地下水流场统一考虑,会人为增加了污染物迁移速度,造成结果失真。     

图形软件与Amber程序的联合应用

根据分子动力学模拟软件Amber的使用流程，分析了几种图形软件在相应流程中的应用．分子动力学模拟与图形软件的有机结合，大大简化了对所模拟的分子特别是生物大分子的分析，使输入和输出文件都变得更加方便直观．     

图形软件与Amber程序的联合应用

根据分子动力学模拟软件Amber的使用流程，分析了几种图形软件在相应流程中的应用．分子动力学模拟与图形软件的有机结合，大大简化了对所模拟的分子特别是生物大分子的分析，使输入和输出文件都变得更加方便直观．     

有限元软件ANSYS在轧制过程中的应用

介绍了有限元法和数值模拟技术的产生、发展及ANSYS软件的主要功能，用ANSYS软件对轧制过程进行了数值模拟,模拟结果与工程实际情况相符合。     

A new method to dynamically simulate groundwater table in land surface model VIC

Soil moisture plays an important role in water and energy balance in land-atmospheric interaction, but is impacted directly by the groundwater table. Dynamic variation of the groundwater table can be described mathematically by a moving boundary problem. In this paper, the moving boundary problem is reduced to a fixed boundary problem through a coordinate transformation. A new model of groundwater table simulation is developed using the mass-lumped finite element method and is coupled with the land surface model of Variable Infiltration Capacity (VIC). The simulation results show that the new model not only can simulate the groundwater table dynamically, but also can evade the choice of water table depth scale in computation with a low computation cost.     

有限元法油水两相油藏数值模拟研究

 研究了利用迦利金有限元方法模拟油藏中油水两相渗流问题,提供一种油藏数值模拟方法。研究方法从数学模型出发,严格推导了油藏油水两相渗流方程的有限元弱形式,在井边界处理及上游权选择等非线性处理方面给出了可行的策略。采用商业性有限元代码生成平台FEPG,生成六面体八结点有限元软件代码,模拟三维两相油藏的油水渗流规律。为验证有限元方法及软件的正确性,与基于有限差分的商业软件进行对比,结果表明有限元方法模拟计算结果有效可靠,同时网格弥散现象有所控制。     

渗流-应力耦合及降雨入渗作用下的边坡稳定性分析

为了探究地下水和降雨入渗对边坡稳定性的影响,在分析强度折减法原理和渗流-应力耦合机理的基础上,建立了渗流-应力耦合数学模型;运用有限元数值模拟软件ABAQUS,计算出无地下水、有地下水以及地下水和降雨入渗共同作用三种工况下的边坡安全系数,并探讨了不同粘聚力、内摩擦角、弹性模量、泊松比、渗透系数、水头高度、降雨时间和降雨强度对边坡稳定性的影响。计算结果表明:地下水和降雨入渗会对边坡稳定性产生较大不利影响;边坡安全系数随粘聚力和内摩擦角的增大而增大,随水头高度、降雨时间和降雨强度增大而减小;而弹性模量、泊松比、各向同性的渗透系数对边坡安全系数几乎没有影响。     

基于区域分解法的地下水有限元并行数值模拟

地下水系统概念的出现对地下水模拟技术、地下水决策支持管理提出了新的要求，比如地下水系统中同时包含包气带模型和饱和带模型，或在饱和带中同时出现孔隙介质模型和裂隙介质模型，更可能在建造地下水模型的同时必须结合考虑地表水模型，所有的这些顾虑和可能均会使模型复杂化，且不说用目前流行的数值方法难于求解，就算能求解也势必造成计算工作量的剧增，这就需要借助高性能计算机来担任这项工作．相对于代价高昂的共享内存多处理器技术，基于分布式模型的机群计算技术为此项工作的实现提供了可能．讨论了如何利用机群计算技术，实现地下水有限元并行数值模拟．从地下水有限元模型的并行求解可能、基于区域分解法的并行算法、并行编程以及并行计算的实现各方面着手，系统地阐述了地下水有限元并行模拟的关键技术，并将该方法应用于一个理想的地下水溶质运移模型中，取得了成功．还讨论了方法的应用前景，包括利用机群计算技术实现对整个流域的地下水进行准实时模拟，为地下水调度提供决策依据．     

河水与地下水耦合模型的建立与应用

建立了真正意义上的河水和地下水耦合模拟模型，采用普列斯曼隐式差分格式和有限元方法对河水和地下水流模型分别进行了离散，最后采用迭代法对耦合模型进行求解。以西北黑河流域下游为研究区域对地下水流进行了数值模拟，针对不同的地表河水和地下水开采状况对地下水位进行了预报，为水资源管理提供了科学根据。     

地下水模拟面向对象有限元的类设计

根据地下水模拟有限元的计算特点，依照面向对象的程序设计方法，用C 语言，建立了矩阵类、单元类、结点类、水文地质参数类、基函数类、源汇项类、有限元主类等，据此完成了地下水有限元的面向对象的程序设计。与传统的地下水有限元程序相比，程序更易重用、维护、扩充，便于与地下水模拟的其他程序集成。     

当前地下水流有限元系统关键问题的探讨

有限元分析在地下水领域中得到了越来越多的应用,地下水流有限元分析系统如Feflow、Visual Groundwater变得越来越流行。然而它们在几何建模功能与系统集成方式、有限元分析系统工作模式基本上沿袭传统模式,效率低下,难以适应功能扩展。尤其今天的工程问题变得越来越复杂,这将会阻碍这些有限元分析系统的深层的发展和应用。本文就这些问题进行了深入的探讨研究,并提出了相应的解决方案。